Atmosphärische Optik Für Einsteiger: Lichtspiele in Der Luft

ISBN-13: 9783662583616 / Niemiecki / Miękka / 2019 / 377 str.

Michael Vollmer

Opis

Wir haben tagtäglich die atmosphärische Optik vor Augen - und übersehen sie geflissentlich. Dabei führt uns der Himmel anschaulich vor, was mit dem Licht passiert, wenn es an Wassertropfen oder Rauch gestreut wird und dort, wo eigentlich nichts ist als mehr oder weniger reine Luft, bunte Bilder an den Himmel zaubert. Sonnenuntergänge, Regenbögen, Polarlichter, Aureolen und Glorien - eine Art Hof oder Heiligenschein - oder Fata Morganas werden in Michael Vollmers reich illustriertem und klar verständlichem Buch zum natürlichen Labor für physikalische Entdeckungen - und man wird staunen, wie viel Physik man plötzlich kann - und die ist keine Fata Morgana.

Spis treści

1) Über die Beobachtung von Naturphänomenen und den Grund für dieses Buch 2) Grundlegende Konzepte 2.1) Was ist Licht? 2.2) Was ist Sehen? 2.3) Grundlagen der geometrischen Optik 2.4) Grundlagen der Wellenoptik 2.5) Beschreibung von Wellenphänomenen des Lichts 3) Übersicht über Phänomene atmosphärischer Optik 3.1) Die Atmosphäre 3.2) Physikalische Prozesse des Lichts mit den Bestandteilen der Atmosphäre 3.3) Klassifikation der Phänomene atmosphärischer Optik 4) Luftspiegelungen: Oasen, Seeungeheuer und weitere Spielereien der Fata Morgana 4.1) Luftspiegelungen in Kultur und Gesellschaft 4.2) Die astronomische Refraktion und Flimmern der Sterne 4.3) Verwandte Wahrnehmungstäuschungen 4.4) Luftspiegelungen: Qualitative Beschreibung und Beobachtungen 4.5) Quantitative Beschreibung von Luftspiegelungen 4.6) Simulationsexperimente von Luftspiegelungen 5) Regenbögen 5.1) Bemerkungen zur Kulturgeschichte des Regenbogens 5.2) Beobachtungen zum Regenbogen 5.3) Einfache Erklärung des Regenbogens mit Hilfe der geometrischen Optik 5.4) Besonderheiten durch die Wellennatur des Lichts 5.5) Übersicht über die Wissenschaftsgeschichte des Regenbogens 5.6) Einfache Experimente 6) Haloerscheinungen am Himmel: Natürliche Ursache oder göttliche Warnung ? 6.1) Einleitung: Mythen und Aberglauben 6.2) Eiskristalle in der Atmosphäre 6.3) Haloerscheinungen durch Lichtbrechung in Eiskristallen 6.4) Einfache Reflexionshalos 6.5) Kombinationen von Brechung und Reflexion: Unternebensonnen 6.6) Überblick über die in Mitteleuropa häufigsten Haloerscheinungen 6.7) Komplexe Haloerscheinungen und Himmelsarchäologie 6.8) Computersimulationen 6.9) Experimente 7) Koronen, Bishop´s Ring und irisierende Wolken 7.1) Koronen 7.2) Irisierende Wolken 7.3) Bishop´s Ring 7.4) Einfache Experimente 8) Glorien: das Brockengespenst 8.1) Entstehungsbedingungen und Beschreibung des Phänomens 8.2) Inspiration eines Nobelpreises 8.3) Grundlegende Erklärung der Glorien 8.4) Zur Beobachtung von Glorien 8.5) Einfache Experimente 9) Blauer Himmel 9.1) Geschichtliches 9.2) Rayleigh Streuung 9.3) Ein einfaches Experiment 10) Farbenpracht am Himmel: von Pastellfarben und glutrotem Himmel 10.1) Ergebnisse der Mie-Streuung erläutert an Beispielen 10.2) Anwendungen 10.3) Experimente zur Rayleigh und Mie-streuung 10.4) Das Rätsel des space shuttle 11) Bauernregeln, grüne Sonne und weitere Phänomene 11.1)Vorhersagen des Wetters aus optischen Phänomenen der Atmosphäre: Bauernregeln 11.2) Das grüne Leuchten 11.3) Finsternisse im Sonnensystem 11.4) Schatten 11.5) Polarlichter 11.6) Elektrische Phänomene in der Atmosphäre: Blitze 11.7) Leuchtende Nachtwolken 11.8) Kometen und Sternschnuppen 11.9) Sternbeobachtungen am Tage und warum es nachts dunkel ist Epilog

O autorze

Michael Vollmer studierte Physik an der Universität Heidelberg. Im Rahmen seiner Promotion und Habilitation am Physikalischen Institut sowie einem Postdoc-Jahr in Berkeley beschäftigte er sich u.a. mit freien und auf Oberflächen adsorbierten Metallclustern. Anschließend arbeitete er zunächst als Privatdozent an der Universität Kassel bevor er 1994 eine Professur für Experimentalphysik in Brandenburg annahm. Seine Forschungsthemen umfassen bildgebende Verfahren und Spektroskopie im Infrarotbereich, Phänomene atmosphärischer Optik sowie physikdidaktische Anwendungen moderner Methoden der Physik. Im Jahr 2013 wurde er mit dem Robert-Wichard-Pohl Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft ausgezeichnet.

Blurb

Sonnenuntergänge, Regenbögen, Polarlichter, Halos, Glorien und Luftspiegelungen - diese und viele weitere Phänomene der atmosphärischen Optik werden in Michael Vollmers reich illustriertem und klar verständlichem Buch zum natürlichen Labor für physikalische Entdeckungen. Hobbyastronomen und Naturbeobachter, Studierende der Naturwissenschaften und Lehrer erhalten mit diesem Buch eine umfassende Informationsquelle zu - häufig nur oberflächlich oder falsch verstandenen - optischen Naturphänomenen. Ergänzt werden die Erklärungen durch eine Vielzahl einfacher Experimente zum Nachmachen. In der nun vorliegenden zweiten Auflage wurden nur Fehler korrigiert, um dieses Standardwerk schnell wieder verfügbar zu machen.

Phänomene der atmosphärischen Optik können nahezu täglich fast überall beobachtet werden – allerdings werden sie häufig übersehen. Dabei führt der Himmel anschaulich vor, was mit dem Licht passiert, wenn es auf Wassertropfen, Rauch oder Wolken trifft. All diese verschiedenen Erscheinungen sind zurückführbar auf die Wechselwirkung von Licht mit der in der Atmosphäre vorhandenen Materie. Mit Hilfe dieses Buches wird man verstehen, wie dort, wo eigentlich nichts ist als mehr oder weniger reine Luft, plötzlich bunte Bilder am Himmel entstehen können.

Der Autor

Michael Vollmer studierte Physik an der Universität Heidelberg. Im Rahmen seiner Promotion und Habilitation am Physikalischen Institut sowie einem Postdoc-Jahr in Berkeley beschäftigte er sich u.a. mit freien und auf Oberflächen adsorbierten Metallclustern. Anschließend arbeitete er zunächst als Privatdozent an der Universität Kassel bevor er 1994 eine Professur für Experimentalphysik in Brandenburg annahm. Seine Forschungsthemen umfassen bildgebende Verfahren und Spektroskopie im Infrarotbereich, Phänomene atmosphärischer Optik sowie physikdidaktische Anwendungen moderner Methoden der Physik. Im Jahr 2013 wurde er mit dem Robert-Wichard-Pohl Preis der Deutschen Physikalischen Gesellschaft ausgezeichnet.